前言
广数电气技术有限公司推出了一款PANFORE品牌的氮化镓充电器,这款充电器为方块机身设计,配有折叠插脚,便于携带与收纳。外壳采用斜纹设计,更加具有设计感,并配有电源指示灯,方便了解供电状态。
充电器具备3C1A输出接口,其中USB-C1和USB-C2具备100W快充输出,USB-C3具备30W快充输出,USB-A口支持24W快充输出,并支持功率自动分配,满足多个设备的同时充电需求。下面充电头网就带来这款氮化镓充电器的拆解,一起看看内部的设计和用料。
广数130W氮化镓充电器外观
充电器采用规整的长方体造型设计,外壳为PC防火阻燃材质,表面主要做了磨砂处理,机身正背面亮面斜纹理撞色设计。
机身一侧设计有130 GaN字样。
另一侧印有充电器详细参数,通过了CE、FCC、UKCA、PSE、ETL认证以及VI级能效认证。
充电器参数特写
型号:WS-1303U
输入:100-240V~ 50/60Hz 2A Max
总输出:130W Max
USB-C1/C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A 100W Max
USB-C3:5V3A、9V3A、12V2.5A 30W Max
USB-A:5V3A、9V2.5A、12V2A 24W Max
制造商:东莞市广数电气技术有限公司
产品通过了CCC认证。
充电器配备可折叠美规拆解。
输出端配备3C1A四个USB接口,接口旁都印有相应的区别标识,最上方设有一个指示灯。
实测充电器机身长度为73.8mm。
宽度为62.81mm。
厚度为31.93mm。
和苹果140W充电器放在一起对比,体积优势明显。
充电器拿在手上的大小直观感受。
另外测得充电器净重约为212g。
接通电源,指示灯亮绿光。
使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/5、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。
PDO报文显示USB-C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位,以及3.3-21V5A一组PPS电压档位。
测得USB-C2口兼容协议和USB-C1口的完全一样。
此外PDO报文也相同,这两个USB-C接口单口输出性能相同,支持功率盲插。
测得USB-C3口同样支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/4+、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。
不过PDO报文方面,USB-C3口具备5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五组固定电压档位,以及3.3-11V3A一组PPS电压档位。
测得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。
广数130W氮化镓充电器拆解
看完了这款充电器的外观和测试,下面就进行拆解,一起看看内部的设计和用料。
首先沿插脚侧接缝拆开充电器外壳,折叠插脚与PCBA模块通过导线焊接连接。
抽出内部PCBA模块,模块表面覆盖铝合金和黄铜散热片。
散热片之间通过卡扣固定。
在PCBA模块正面覆盖铝合金散热片。
背面焊接固定黄铜散热片。
拆下PCBA模块表面覆盖的散热片,内部还填充导热胶提升散热性能。
使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为68.33mm。
PCBA模块宽度约为56.69mm。
PCBA模块厚度约为23.5mm。
PCBA模块正面一览,左上角为交流输入端,焊接保险丝,共模电感,安规X2电容,整流桥。右侧焊接滤波电容,下方为谐振电感和高压滤波电容。在高压滤波电容右侧为LLC变压器,上方为PFC升压电感。右侧为降压输出小板,焊接降压电感,USB-C母座和滤波电容等元件。
PCBA模块背面焊接一颗PFC+LLC二合一控制器,还焊接PFC开关管,PFC整流管,LLC开关管,两颗贴片Y电容和白色反馈光耦,左侧焊接同步整流控制器和两颗同步整流管。
通过对PCBA模块正反面的观察发现,广数这款130W氮化镓充电器采用PFC+LLC+SR开关电源架构设计,PFC进行功率因数校正,LLC电源固定电压输出。输出通过三路独立的降压电路,实现四个接口的独立快充。下面我们就从输入端开始了解整个充电器的设计和用料。
输入端焊接保险丝,共模电感,安规X2电容和整流桥。
输入端保险丝规格为3.15A 250V。
共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。
安规X2电容来自JURCC捷威,规格为0.56μF。
第二级共模电感采用扁铜线绕制,底部焊接绝缘支架。
PCBA模块侧面一览,右侧为整流桥,在薄膜滤波电容下方为磁环滤波电感,左侧为PFC升压电感和降压电感。
整流桥型号GBU608,规格为6A 800V。
薄膜滤波电容规格为1μF 450V。
滤波电感采用磁环绕制。
适配器内部初级PWM主控芯片采用NXP恩智浦TEA2016AAT,一颗芯片内置LLC控制器和PFC控制器,内置数字架构控制,简化了设计的同时减少外围元件数量,芯片内置多重完善的保护功能,集成度非常高。
PFC氮化镓开关管采用镓未来G1N65R240PB,是一颗耐压650V的氮化镓功率器件,瞬态耐压800V,标称导阻240mΩ,栅极耐压支持±20V,可使用传统硅MOS驱动,相比增强型氮化镓,大大简化栅极驱动电路设计。
镓未来 G1N65R240PB 采用PQFN8*8封装,散热焊盘为源极,减小高频走线面积,提升EMI性能。
50mΩ取样电阻用于检测开关管电流。
PFC升压电感特写,标注PD-130W-PFC。
PFC整流管采用MURS460,规格为4A 600V。
高压滤波电容来自丰宾,规格为100μF400V。
LLC开关管来自英飞凌,型号IPD60R360P7S,为CoolMOS P7系列,是一颗650V耐压的NMOS,导阻360mΩ,采用TO252封装。
谐振电容来自JURCC捷威电子,为MPP92系列,规格为0.018μF 630V。
谐振电感使用胶带严密缠绕绝缘。
变压器也采用胶带严密缠绕绝缘,次级采用多层绝缘线绕制。
贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司,具有体积小、重量轻等特色,非常适合应用于氮化镓快充这类高密度电源产品中。料号为TMY1102M。
特锐祥专注于被动元器件的研发、生产及销售,注册资本1亿元。旗下有自主电容品牌两类:SMD TRX及DIP TY电容器,TRX将致力于陶瓷材料的研究,以拓展更多品类的应用,为客户提供更多的解决方案。
充电头网了解到,特锐祥贴片Y电容除了被倍思高通QC5认证100W氮化镓快充、麦多多100W氮化镓、OPPO 65W超级闪充氮化镓充电器、联想90W氮化镓快充、努比亚65W氮化镓充电器、倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器等数十款大功率充电器使用外,也可应用于海陆通、第一卫、贝尔金等品牌20W迷你快充上,性能获得客户一致认可。
另一颗贴片Y电容型号相同。
兆龙 CT1018光耦用于输出电压反馈。
输出端焊接降压输出小板,同步整流控制器,滤波固态电容,滤波电感。
同步整流控制器来自NXP恩智浦,型号为TEA1995,其内置两个独立的同步整流驱动器用于LLC架构开关电源的同步整流,外围元件精简,支持38V工作电压,能够满足USB PD3.1的28V输出。
同步整流管来自芯控源,型号AGM1010A,NMOS,耐压100V,导阻7.5mΩ,采用DFN5*6封装。
输出共使用三颗固态电容滤波,其中一颗规格为560μF 25V。
另一颗规格为1000μF 25V。
磁环滤波电感特写。
最后一颗规格为680μF 25V。
降压小板正面焊接降压控制器,降压MOS管,USB-C,USB-A接口和对应的滤波电容,在USB-A口外侧焊接一颗MCU用于自动功率控制。
小板背面焊接滤波电容,合金降压电感和磁环降压电感。
三路降压电路主控芯片均采用智融SW3516H,用于进行降压控制和协议识别。智融SW3516H是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持A+C口任意口快充输出,支持双口独立限流。
SW3516H集成了5A 高效率同步降压变换器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多种快充协议,最大输出PD 100W,CC/CV模式,以及双口管理逻辑。外围只需少量的器件,即可组成完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。
充电头网通过拆解发现,SW3516H还被华硕65W 2C1A氮化镓充电器、努比亚65W氘锋三口氮化镓快速充电器、雷柏65W GaN快充、绿联65W 4C口氮化镓快充充电器、联想90W闪充双口氮化镓充电器、鸿达顺120W四口2C2A快充等多款产品采用,此外智融的快充芯片还可用于USB PD快充移动电源、快充车充等领域。
USB-C2也采用智融科技SW3516H降压主控芯片。
USB-C3和USB-A口也采用智融SW3516H降压主控芯片。
同步降压管来自芯控源,型号AGM306,NMOS,耐压30V,导阻5.8mΩ。
USB-C1和USB-C2降压电感采用绝缘线绕制。
USB-C3和USB-A口采用合金电感降压,规格为22μH。
输出滤波电容规格为220μF 25V。
VBUS开关管型号与同步降压管相同,型号均为AGM306。
用于USB-C3和USB-A口的VBUS开关管来自锐骏半导体,型号RU30D20,是一颗双NMOS,耐压30V,导阻8.5mΩ,使用PDFN3333封装。
无标MCU用于接口功率自动分配控制。
贴片LED用于供电指示。
USB-C母座采用过孔焊接固定,黑色胶芯不露铜。
USB-A母座过孔焊接固定,外套热缩管遮光。
全部拆解一览,来张全家福。
充电头网拆解总结
广数这款氮化镓充电器为折叠插脚设计,体积小巧,便于携带。充电器总输出功率为130W,具备3C1A输出接口,其中两个USB-C口均支持100W输出,支持盲插和功率自动分配,可以同时为手机和笔记本电脑充电。充电器还支持PPS快充,对新老设备的支持都很不错,并且配有电源指示灯,方便了解供电状态。
充电头网通过拆解了解到,广数这款氮化镓充电器采用PFC+LLC+SR架构,采用恩智浦TEA2016+TEA1995电源方案,PFC开关管采用镓未来G1N65R240PB氮化镓开关管,LLC开关管采用英飞凌IPD60R360P7S,同步整流管采用芯控源AGM1010A。
三路输出降压均使用智融科技SW3516H进行降压输出,搭配使用芯控源开关管。充电器内部PCBA模块外套铝合金和黄铜散热片,并打胶填充,加强散热。内部采用多块PCB焊接,充分利用空间,缩小体积。
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